[发明专利]薄板坯连铸连轧生产宽带钢的方法及其系统

说明书

                    技术领域

本发明涉及热轧带钢生产技术，具体地指一种薄板坯连铸连轧生产宽带钢的方法及其系统。

                    技术背景

目前，钢铁企业生产热轧带钢的方法主要有以下两种：其一，采用厚度大于或等于120mm的厚板坯或中薄板坯，经加热-粗轧-精轧-层流冷却-卷取，获得带钢成品，此为传统工艺。传统工艺的缺陷在于其流程长、设备多、投资大、成本高，但由于其可以将原料厚板坯或中薄板坯加热到1000～1350℃的范围，能够较为灵活地控制钢中碳、氮、硫化物的固溶和析出行为，因而其生产的品种范围较广，特别是可以生产深冲用冷轧基材、控轧控冷钢种如管线钢等产品。其二，采用厚度小于或等于100mm的薄板坯，经均热—精轧—层流冷却—卷取，获得带钢成品，此为短流程工艺。现有的短流程工艺主要有CSP生产线、UTSR生产线和ISP生产线等。CSP或UTSR生产线的均热炉出炉温度和热连轧机的开轧温度都只有1150℃一种，由于钢中碳、氮、硫化物的固溶温度一般要高于1250℃，而固溶和析出是一个相反的过程，因此这种工艺不具有灵活控制钢中碳、氮、硫化物的固溶和析出行为的能力，生产与传统工艺质量相同的热轧带钢产品，需要原料薄板坯有较高的合金含量，因而其生产成本偏高。ISP生产线先将未经过均热的薄板坯粗轧成15～25mm厚的带坯，再对带坯进行快速感应加热处理，一方面薄板坯在粗轧前没有足够的均热时间，板坯断面温度极不均匀，粗轧后的断面组织也不均匀；另一方面15～25mm厚的带坯太薄，在快速感应加热的条件下，无法为厚规格成品带钢实现控制轧制提供足够的变形率。可见，薄板坯连铸连轧技术出现以来，虽然体现了在短流程低成本上的优势，但在品种拓展上因不能对影响钢材性能的碳、氮、硫化物进行有效控制，使其应用受到了很大的限制。如何在基本上不改变现有热轧带钢生产线、不增加生产成本的状况下克服上述传统工艺和短流程工艺的不足，成为科研人员急需解决的难题。

                    发明内容

本发明的目的就是要提供一种改进的薄板坯连铸连轧生产宽带钢的方法及其系统。采用该方法和系统能够有效控制钢中碳、氮、硫化物的固溶和析出形为、以较低成本和灵活工艺生产出高质量的热连轧宽带钢产品。

为实现上述目的，本发明所设计的薄板坯连铸连轧生产宽带钢的方法，包括如下步骤：

1)采用成熟的连铸生产工艺，将合格钢水连铸成厚度为50～90mm、宽度满足用户要求的薄板坯，本步骤可以省去粗轧工序，节省轧制变形能耗，同时使钢中的碳、氮、硫化物部分固溶，部分析出；

2)将连铸成的薄板坯按用户需要的卷重或尺寸在线剪切成定长；

3)对剪切成定长的薄板坯在长度、宽度和厚度三个方向进行均热处理，使薄板坯的温度控制在980～1150℃的范围内，使钢中的碳、氮、硫化物继续固溶或析出；

4)对均热后的薄板坯分两种情况作进一步的热处理：对于开始轧制温度要求在980～1150℃范围内的钢种，通过电磁感应加热一直保持其要求的温度6～12min，使钢中的碳、氮、硫化物保持原来的状态；对于开始轧制温度要求在1151～1350℃范围内的钢种，通过电磁感应加热在1～2min内快速提升到其要求的温度，再继续保持这个温度5～10min，使钢中的碳、氮、硫化物充分固溶；

5)对电磁感应加热后的薄板坯进行高压水除鳞处理，去除薄板坯在均热和电磁感应加热过程中所产生的氧化铁皮；

6)对除鳞处理后薄板坯进行常规轧制处理，轧制温度控制在980～1350℃的范围内，终轧温度控制在750～980℃的范围内，将薄板坯轧制成成品要求厚度的带钢；在轧制过程可以采用成熟的变形率分配制度，配合机架间冷却水量，利用钢中固溶或已析出的碳、氮、硫化物来控制再结晶行为；

7)对轧制成成品规格厚度的带钢进行常规层流冷却处理，使其冷却到卷取温度所要求的550～700℃范围内；通过层流冷却可以进一步控制轧制后钢中碳、氮、硫化物的析出行为，为相变和相变后的晶粒变化提供条件；

8)将冷却到卷取温度的带钢卷取成钢卷。

进一步地，上述步骤3)中，先采用高压水对剪切成定长的薄板坯进行除鳞处理，清除其上、下表面连铸时所产生的氧化铁皮和保护渣残渣，以提高薄板坯的表面质量，再对其进行均热处理。

进一步地，上述步骤4)中，对均热后的薄板坯进行电磁感应加热处理时，在薄板坯的周围通入有惰性保护气体，以最大限度地减少薄板坯表面的氧化损失。